一种全断面沥青混凝土结构与无砟轨道混凝土支承层(或底座)界面综合摩擦系数的测试方法，包括：准备工作；试验工作；获取试验结果；获取试验报告。在试件制备过程中，考虑沥青混凝土在施工过程中的短期老化；在界面摩擦试验设置过程中，考虑高速铁路列车荷载特点和不同无砟轨道结构类型特点，施加符合高速铁路特色上覆荷载，上覆荷载施加幅值考虑了高速铁路轨道结构自重和列车荷载；根据高速铁路全断面沥青混凝土封闭结的特点和温度场分布规律，提了合理的试验测试温度区间，试验温度根据高速铁路全断面沥青混凝土结构与混凝土支承层(或底座)的实测最高温度确定；试验参数与条件更适用于评价高速铁路应用场景下全断面沥青混凝土结构与混凝土支承层(或底座)的界面特性。土结构与混凝土支承层(或底座)的界面特性。土结构与混凝土支承层(或底座)的界面特性。
【技术实现步骤摘要】
沥青混凝土面路基与底座综合摩擦系数的测试方法及系统
[0001]本专利技术属于路基路面工程
，具体涉及一种沥青混凝土面路基与底座综合摩擦系数的测试方法及系统。
技术介绍
[0002]目前高速铁路普遍采用素混凝土、纤维混凝土、钢筋混凝土等水泥基材料对路基的线间和路肩进行防水封闭。运营实践表明，水泥基防水封闭层存在易开裂和嵌缝材料易失效等问题，导致路基出现冻胀、翻浆冒泥、沉降等病害。全断面沥青混凝土封闭结构是近年来高速铁路路基防排水最新的技术成果。所谓全断面沥青混凝土结构是将沥青混凝土全断面铺设于路基基床表层顶面，实现路基面的整体化防水。该结构具有整体化防水、材料可根据环境定制、施工方便、质量可控等诸多优点。
[0003]采用全断面沥青混凝土封闭体系条件下，无砟轨道混凝土支承层(或底座)直接铺设于全断面沥青混凝土结构表面。当列车高速通过时，全断面沥青混凝土结构能否为无砟轨道提供足够的横向力，保持无砟轨道的横向稳定性是亟待解决的核心问题。高速铁路全断面沥青混凝土结构与无砟轨道混凝土支承层(或底座)界面横向稳定性关系到高铁的安全运营，是全断面沥青混凝土封闭技术应用过程中必须回答和解决的问题。
[0004]现有沥青混凝土
‑
水泥混凝土界面特性研究主要围绕不同上覆荷载、界面构造措施、温度等影响因素对界面特性的影响，且集中面向水泥混凝土路面加铺沥青路面的应用场景。在公路应用场景下，通常在二者之间设置应力吸收层用于增强界面粘结和消除层间应力。而在高铁应用场景中，无砟轨道混凝土支承层(或底座)直接铺设于全断面沥青混凝土结构表面，未采取任何界面处理措施，二者存在本质区别；同时高速铁路的荷载形式与幅值、无砟轨道结构特点、沥青混凝土老化等存在明显差异。现有技术存在以下技术缺陷：1、现有技术在制备水泥
‑
沥青混凝土复合试件时，未考虑沥青混凝土在施工过程中的短期老化问题，沥青混凝土铺筑完成后势必经历了该短期老化过程，从长期服役情况考虑，应考虑该短期老化过程。2、现有技术在研究过程中，对水泥
‑
沥青混凝土复合试件施加的上覆荷载通常选取公路的设计荷载0.7MPa或者任意按一定间距选取荷载幅值，与高速铁路荷载不对应，未考虑高铁列车荷载特点和无砟轨道结构传力特点。3、现有技术设置试验温度时通常按照公路沥青路面的工作温度设置(通常在15～60℃)，由于全断面沥青混凝土结构受到混凝土支承层(或底座)的覆盖，其工作温度较为温和，夏季最高温可按45℃进行考虑。基于上述三点，现有评价水泥
‑
沥青混凝土界面特性的试验方法无法准确表征或评价高速铁路全断面沥青混凝土结构与无砟轨道混凝土支承层(或底座)的界面特性。
技术实现思路
[0005]一种沥青混凝土面路基与底座综合摩擦系数的测试方法及系统，通过本专利技术提出了适用于高速铁路的全断面沥青混凝土结构与混凝土支承层(或底座)界面综合摩擦系数的评价方法(试验流程、试验条件与参数等)，开发了全断面沥青混凝土结构与混凝土支承
层(或底座)界面综合摩擦系数的试验装置，极大促进全断面沥青混凝土封闭技术的推广使用，对提升我国高铁路基防排水技术水平和路基工程品质具有重要意义。
[0006]本专利技术的第一方面提供了一种沥青混凝土面路基与底座综合摩擦系数的测试方法，包括如下步骤：
[0007]步骤S100，准备工作；
[0008]步骤S200，试验工作；
[0009]步骤S300，获取试验结果；
[0010]步骤S400，获取试验报告。
[0011]进一步的，所述准备工作包括：
[0012]步骤S110，按照设计要求进行沥青混凝土配合比设计，采用试验室用沥青混凝土拌和机完成沥青混凝土的拌制，沥青混凝土数量根据试验确定；
[0013]步骤S120，模拟沥青混凝土在施工过程中的短期老化；
[0014]步骤S130，将预热的试模从烘箱中取出，装上试模框架，在试模中铺报纸，将经步骤S120中短期老化后的全部沥青混凝土，均匀地装入试模；
[0015]步骤S140，待沥青混凝土达到一定压实温度时，在沥青混凝土的表面铺好报纸，成型前将碾压轮预热至一定温度，将盛有沥青混凝土的试模置于轮碾机的平台上；
[0016]步骤S150，启动轮碾机，碾压一定次数后，卸荷，再抬起碾压轮，将沥青混凝土试件调转方向，再加相同荷载碾压至马歇尔标准密度的99％
‑
101％之间；
[0017]步骤S160，揭去沥青混凝土试件表面的报纸，将盛有压实沥青混凝土试件的试模冷却，一定时间后脱模；
[0018]步骤S170，在压实沥青混凝土试件上浇筑尺寸一致的水泥混凝土试件，待水泥混凝土强度达到设计强度后，形成复合试件，开展试验。
[0019]进一步的，所述模拟沥青混凝土在施工过程中的短期老化的步骤包括：
[0020]将沥青混凝土均匀摊铺在搪瓷盘中，将沥青混凝土放入烘箱中，在强制通风条件下加热一定时间，加热完成后，从烘箱中取出沥青混凝土，供试样制备使用。
[0021]进一步的，所述试验工作包括：
[0022]步骤S210，将所述复合试件置于烘箱中，保温一定时间；
[0023]步骤S220，将复合试件固定在试验加载装置上，施加法向压应力；
[0024]步骤S230，启动试验加载装置，施加水平推力，使沥青混凝土与水泥混凝土界面产生5mm以上的相对位移，记录水平推力和位移量，计算综合摩擦系数μ，所述水平推力和位移量由测试装置测得。
[0025]进一步的，所述获取试验结果的步骤包括：
[0026]记录步骤S220和步骤S230加载过程中的水平推力F
H
，统计作用于复合试件上的法向力F
V
，采用下式计算综合摩擦系数μ：
[0027]μ＝F
H
/F
V
[0028]如μ大于等于0.6，即满足要求；反之如μ小于0.6，调整沥青混凝土配合比设计参数。
[0029]进一步的，所述获取试验报告的步骤包括：
[0030]每3次试验为一组，当一组试验中某个测定值与平均值之差大于标准差的1.15倍
时，该测定值应予舍弃，并以其余测定值的平均值作为试验结果。
[0031]进一步的，所述测定值包括试件尺寸、试验温度、水平推力、位移量和综合摩擦系数值。
[0032]本专利技术的第二方面提供了一种沥青混凝土面路基与底座综合摩擦系数的测试系统，所述系统包括：反力装置、试验加载装置、测试装置、试验室用沥青混凝土拌和机、烘箱，轮碾成型机，试模；
[0033]所述反力装置用于为所述试验加载装置提供反力，所述反力与水平推力大小相同，方向相反；
[0034]所述试验加载装置分为水平加载和竖向加载两部分，水平加载采用液压加载装置，用于复合试件中水泥混凝土部分的水平向运动；竖向加载采用液压加载装置，用于在复合试件上施加一个法向压力，法向压力在试验过程本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种沥青混凝土面路基与底座综合摩擦系数的测试方法，所述方法包括如下步骤：步骤S100，准备工作；步骤S200，试验工作；步骤S300，获取试验结果；步骤S400，获取试验报告。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述准备工作包括：步骤S110，按照设计要求进行沥青混凝土配合比设计，采用试验室用沥青混凝土拌和机完成沥青混凝土的拌制，沥青混凝土数量根据试验确定；步骤S120，模拟沥青混凝土在施工过程中的短期老化；步骤S130，将预热的试模从烘箱中取出，装上试模框架，在试模中铺报纸，将经步骤S120中短期老化后的全部沥青混凝土，均匀地装入试模；步骤S140，待沥青混凝土达到一定压实温度时，在沥青混凝土的表面铺好报纸，成型前将碾压轮预热至一定温度，将盛有沥青混凝土的试模置于轮碾机的平台上；步骤S150，启动轮碾机，碾压一定次数后，卸荷，再抬起碾压轮，将沥青混凝土试件调转方向，再加相同荷载碾压至马歇尔标准密度的99％
‑
101％之间；步骤S160，揭去沥青混凝土试件表面的报纸，将盛有压实沥青混凝土试件的试模冷却，一定时间后脱模；步骤S170，在压实沥青混凝土试件上浇筑尺寸一致的水泥混凝土试件，待水泥混凝土强度达到设计强度后，形成复合试件，开展试验。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述模拟沥青混凝土在施工过程中的短期老化的步骤包括：将沥青混凝土均匀摊铺在搪瓷盘中，将沥青混凝土放入烘箱中，在强制通风条件下加热一定时间，加热完成后，从烘箱中取出沥青混凝土，供试样制备使用。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述试验工作包括：步骤S210，将所述复合试件置于烘箱中，保温一定时间；步骤S220，将复合试件固定在试验加载装置上，施加法向压应力；步骤S230，启动试验加载装置，施加水平推力，使沥青混凝土与水泥混凝土界面产生5mm以上的相对位移，记录水平推力和位移量，计算综合摩擦系数μ，所述水平推力和位移量由测试装置测得。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取试验结...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶阳升，蔡德钩，石越峰，闫宏业，姚建平，楼梁伟，魏少伟，谢蛟，刘伟斌，陈锋，张千里，吕宋，李竹庆，李斯，叶晓宇，张也，李泰灃，刘瑞，李吉亮，孙宣，王梦，施成，刘海涛，赵磊，
申请(专利权)人：北京铁科特种工程技术有限公司中国铁道科学研究院集团有限公司中国国家铁路集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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